[科普中国]-人造卫星

定义

卫星，是指在宇宙中所有围绕行星轨道上运行的天体，环绕哪一颗行星运转，就把它叫做那一颗行星的卫星，比如月亮环绕着地球旋转，它就是地球的卫星。“人造卫星”就是我们人类“人工制造的卫星”。科学家用火箭或其它运载工具把它发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，以便进

行探测或科学研究。地球对周围的物体有引力的作用，因而抛出的物体要落回地面但是抛出的初速度越大，物体就会飞得越远。牛顿在思考万有引力定律时就曾设想过，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。2

1957年10月4日苏联发射了世界上第一颗人造卫星之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。中国于1970年4月24日发射了自己的第一颗人造卫星‘东方红一号’。截止1992年底中国共成功发射33颗不同类型的人造卫星。3

人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。应用卫星的专用系统按卫星的各种用途包括：通信转发器，遥感器，导航设备等；科学卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器；技术试验卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料的试验设备。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统也称为服务系统主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回卫星，则还有返回着陆系统。

人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕地球飞行的速度快，低轨道和中轨道，高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈，不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几万平方千米。在卫星轨道高度达到35786千米，并沿地球赤道上空与地球自转同一方向飞行时，卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同，相对位置保持不变，此卫星在地球上看来是静止地挂在高空，称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这种卫星可实现卫星与地面站之间的不间断的信息交换，并大大简化地面站的设备。绝大多数通过卫星的电视转播和转发通信是由静止通信卫星实现的。

人造卫星是目前发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。人造卫星按照运行轨道不同分为低轨道卫星、中高轨道卫星、各种人造卫星地球同步卫星、地球静止卫星、太阳同步卫星、大椭圆轨道卫星和极轨道卫星；按照用途划分，人造卫星又可分为通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、截击卫星等。这些种类繁多、用途各异的人造卫星为人类作出了巨大的贡献。

分类按运行轨道分

为低轨道卫星、中轨道卫星，高轨道卫星、地球同步轨道卫星、地球静止轨道卫星、太阳同步轨道卫星、大椭圆轨道卫星和极轨道卫星；按用途区分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星。4

人造卫星的运行轨道（除近地轨道外）通常有三种：地球同步轨道，太阳同步轨道，极轨轨道。

①地球同步轨道是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。但其中有一种十分特殊的轨道，叫地球静止轨道这种轨道的倾角为零，在地球赤道上空35786千米。地面上的人看来，在这条轨道上运行的卫星是静止不动的一般通信卫星，广播卫星，气象卫星选用这种轨道比较有利。地球同步轨道有无数条，而地球静止轨道只有一条。

②太阳同步轨道是绕着地球自转轴，方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转的平均角速度(360度/年）的轨道，它距地球的高度不超过6000千米。在这条轨道上运行的卫星以相同的方向经过同一纬度的当地时间是相同的。气象卫星、地球资源卫星一般采用这种轨道。

③极地轨道是倾角为90度的轨道，在这条轨道上运行的卫星每圈都要经过地球两极上空，可以俯视整个地球表面。气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星常采用此轨道。

卫星工程通用系统有结构，温度控制，姿态控制，能源，跟踪，遥测，遥控，通信，轨道控制，天线等等系统，返回式卫星还有回收系统，此外还有根据任务需要而设的各种专用系统。人造卫星能够成功执行预定任务，单凭卫星本身是不行的，而需要完整的卫星工程系统，一般由以下系统组成：

**1.**发射场系统

**2.**运载火箭系统

**3.**卫星系统

**4.**测控系统

**5.**卫星应用系统

**6.**回收区系统（限于返回式卫星）

系统组成卫星系统中，各种设备按其功能上的不同，分为有效载荷及卫星平台两大部分。卫星平台又分为多个子系统：5

有效载荷（不同类型卫星均不同，共同的有：）

**1、**对地相机

**2、**恒星相机

**3、**搭载的有效载荷

卫星平台（为有效载荷的操作提供环境及技术条件，包括：）

**1、**服务系统

**2、**热控分系统

**3、**姿态和轨道控制分系统

**4、**程序控制分系统

**5、**遥测分系统

**6、**遥控分系统

**7、**跟踪和测试分系统

**8、**供配电分系统

**9、**返回分系统（限于返回式卫星）

主要用途一、人造卫星的用途如何决定？

人造卫星的组成基本上可分为「卫星本体」及「酬载」两部分。酬载即是卫星用来做实验或服务的仪器，卫星本体为维持酬载运作的载具。卫星的用途依其所携带的酬载而定。

**二、**人造卫星有哪几类？用途为何？

人造卫星的优点在于能同时处理大量的资料及能传送到世界任何角落，使用三颗卫星即能涵盖全球各地，依使用目的，人造卫星大致可分为下列几类：

科学卫星：送入太空轨道，进行大气物理、天文物理、地球物理等实验或测试的卫星如中华卫星一号、哈伯等。

通信卫星：作为电讯中继站的卫星，如：亚卫一号。

军事卫星：作为军事照相、侦察之用的卫星。

气象卫星：摄取云层图和有关气象资料的卫星。

资源卫星：摄取地表或深层组成之图像，做为地球资源探勘之用的卫星。

星际卫星：可航行至其它行星进行探测照相之卫星一般称之为行星探测器，如先锋号、火星号、探路者号等。

按轨道种类地球静止轨道（GEO: Geostationary Orbit）高轨道卫星，距离地表约36000千米高空，并且于赤道上绕行地球又称同步轨道卫星。

极轨道（Polar Orbit）

太阳同步准回归轨道（Synchronous near Recurrent Orbit）

按轨道高度高轨道卫星（又称同步轨道卫星）：运行于地球静止轨道（Geo: Geostationary Orbit）。高轨道卫星距离地表约36000千米高空，并且于赤道上绕行地球，又称同步轨道卫星或地球静止轨道卫星。

中轨道卫星：运行于中地球轨道（MEO: Medium-Earth Orbit）

低轨道卫星（又称绕极卫星）：运行于低地球轨道（LEO: Low-Earth Orbit）

按卫星重量大型卫星：大于3000kg（3吨）

中型卫星：小于3000kg（3吨）

小型卫星：小于1000kg（1吨）

迷你型卫星：150kg

微卫星：50kg

依用途区分科学卫星

气象卫星：古时候的人们对于多变的气候，最多只能凭著经验加以揣测。而气象卫星的出现，使得人们得以掌握数日内的气候变化气象卫星从遥远的太空中观测地球，不但能观测大区域天气的变化，针对小区域的天气变化做观察也一样是他的例行任务。一般我们在看新闻的天气预报时，主播背后的那幅卫星云图就是气象卫星的观测结果而台风的预报更是大家耳熟能详的。气象卫星除了对地球天气与气候的观察外，他还能对所谓的太空天气做监测工作如太阳表面的风暴便属此类。此类的事件经常会造成地球上许多电器物件损毁。气象卫星还有其他功能它能为诸如洪涝、森林大火等天然灾害提供监测情报，同时也能对诸如渔场资源、或土地资源提供一定的情报如此可使各种天然资源开发与天灾救助达到事半功倍的效果。

地球观测卫星：这些卫星允许科学家聚集有价值的关于地球的生态系统的数据。

天文卫星

应用卫星

广播卫星：专为卫星电视设计及制造的人造卫星。

通讯卫星：通讯卫星是目前与大家生活关系最密切的人造卫星。举凡电视的转播、电话与网络等和通讯有关的服务都和通讯卫星脱离不了关系。

用于建立激光链路的光源，一直是激光通信的关键技术之一，由于受到光传输介质及探测器的影响，对激光波长的研究主要集中在800nm、1000nm及1550nm三个波段，除去激光通信第一代气体激光器，其后用于星上的激光器研究主要集中在与以上三种波长对应的半导体激光器、固体激光器和光纤激光器。

导航卫星：导航卫星一开始都是为了军事用途而设计的，而后由于民间的需求殷切，所以军方才将此技术解密释出其中最著名、应用也最广的便是原属于美国军方使用的全球卫星定位系统，其简称为GPS全球卫星系统的使用使得人类的交通更加安全、也更加有效率。尤其是对航行于茫茫大海中的船或广阔无际天空中的飞机有了全球卫星定位系统，他们将不至于迷失方向，并且能将航道控制在最有效率的路线上。因此除了增加安全性外、更能进一步降低航运成本。同时不仅是海运与空运，其他如铁路运输均能借此提高运输效率。由于电子科技的发达全球定位系统的接收仪器越做越小。已有一些先进的车厂将此套设备安装在个人车辆上。其功用不但能当地图使用，更能借由地面的服务站为车主导引至最近的路线、甚至是避开塞车的麻烦。直到今日，全球卫星定位系统大多与其他种类的卫星相辅相成，使得前述的各种卫星有更精确的定位能力，有大大的提高了资料的可用性。

侦查卫星

预警卫星

反卫星卫星 携带子弹，导弹，激光束武器。

技术实验卫星

空间卫星

免拖曳卫星

按飞行方式返回式卫星

非返回式卫星（或称传输式卫星）

发射历史世界上第一颗人造卫星

1957年10月4日。苏联宣布成功地把世界上第一颗绕地球运行的人造卫星送入轨道。美国官员宣称，他们不仅因苏联首先成功地发射卫星感到震惊，而且对这颗卫星的体积之大感到惊讶。这颗卫星重83公斤，比美国准备在第二年初发射的卫星重8倍，可是，美国没有苏联那么大的R7火箭，所以，发射不了。

苏联宣布说，这颗卫星的球体直径为55厘米，绕地球一周需1小时35分，距地面的最大高度为900公里，用两个频道连续发送信号。由于运行轨道和赤道成65度夹角，因此它每日可两次在莫斯科上空通过。苏联对发射这颗卫星的火箭没做详细报道，不过曾提到它以每秒8公里的速度离开地面。他们说，这次发射开辟了星际航行的道路。

这一事件具有划时代的意义，它宣告人类已经进入航天时代(space age)。

第一颗人造地球卫星呈球形，直径58厘米，重83.6公斤。它沿着椭圆轨道飞行，每96分钟环绕地球一圈。人造地球卫星内带着一台无线电发报机，不停地向地球发出“滴——滴——滴”的信号。一些人围着收音机。侧耳倾听着初次来自太空的声音。另一些人则仰望天空，试图用肉眼在夜晚搜索人造地球卫星明亮的轨迹。但是，当时认识很少有人了解人造地球卫星是载人宇宙飞船的前导，科学家正在加紧准备载人空间飞行。一个月后，1957年11月3日，苏联又发射了第二颗人造地球卫星，它的重量一下增加了5倍多，达到508公斤。这颗卫星呈锥形，为了在卫星上节省出位置增设一个密封生物舱，不得不把许多测量仪器移到最末一节火箭上去。在圆柱形的舱内安然静卧着一只名叫“莱卡依”的小狗。小狗身上连接着测量脉搏、呼吸、血压的医学仪器，通过无线电随时把这些数据报告给地面。为了使舱内空气保持新鲜清洁，还安装了空气再生装置和处理粪便的排泄装置。舱内保持一定的温度和湿度，使小狗感到舒适。另外还有一套自供食装置，一天三次定时点亮信号灯，通知莱依卡用餐。前苏联官方公布了一个关于莱卡命运的“官方”版本：莱卡完成了长达一周的飞行任务，到达离地球1600km的高处；按照计划，它在吃了最后一顿含有剧毒的晚餐后安静地死去。但是，2002年，曾参与前苏联人造地球卫星发射过程的俄罗斯生物医学研究所科学家迪米特里·马拉山科夫宣布了一个令人吃惊的消息：莱卡根本没有像前苏联官员声称的那样活得那么长，事实上，它刚飞上天没几个小时，就死于惊吓和中暑衰竭。

试验狗在卫星生物舱内生活了成为宇航飞行中的第一个牺牲者。

各国首颗卫星发射

苏联在1957年10月4号发射人类首颗人造地球卫星Sputnik-1，揭开了人类向太空进军的序幕，大大激发了世界各国研制和发射卫星的热情。

美国于1958年1月31日成功地发射了第一颗“探险者”-1号人造卫星。该星重8.22公斤，锥顶圆柱形，高203.2厘米，直径15.2厘米，沿近地点360.4公里、远地点2531公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角33.34”，运行周期114.8分钟。发射“探险者”-1号的运载火箭是“丘辟特”℃四级运载火箭。

法国于1965年11月26日成功地发射了第一颗“试验卫星”-1（A-l）号人造卫星。该星重约42公斤，运行周期108.61分钟，沿近地点526.24公里、远地点1808.85公里的椭圆轨道运行，轨道倾角34。24”。发射A1卫星的运载火箭为“钻石，tA号三级火箭，其全长18.7米，直径1.4米，起飞重量约18吨。

日本于1970年2月11日成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。该星重约9.4公斤，轨道倾角31.07”，近地点339公里，远地点5138公里，运行周期144.2分钟。发射“大隅”号卫星的运载火箭为“兰达”-45四级固体火箭，火箭全长16.5米，直径0.74米，起飞重量9.4吨。第一级由主发动机和两个助推器组成，推力分别为37吨和26吨；第二级推力为11.8吨；第三、四级推力分别为6.5吨和1吨。

中国于1970年4月24日成功地发射了第一颗人造卫星“东方红”1号。该星直径约1米，重173公斤，沿近地点439公里、远地点2384公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角68，5”，运行周期114分钟。发射“东方红”1号卫星的远载火箭为“长征”1号三级运载火箭，火箭全长29.45米，直径2.25米，起飞重量81.6吨，发射推力112吨。

英国：英国于1971年10月28日成功地发射了第一颗人造卫星“普罗斯帕罗”号，发射地点位于澳大利亚的武默拉(Woomera）火箭发射场，运载火箭为英国的黑箭运载火箭。近地点537公里，远地点1593公里。该星重66公斤（145磅），主要任务是试验各种技术新发明，例如试验一种新的遥测系统和太阳能电池组。它还携带微流星探测器，用以测量地球上层大气中这种宇宙尘高速粒子的密度

印度，经过多年发展，印度卫星的研发和应用技术已达到或接近国际先进水平，其运载火箭技术也不断取得突破性进展。印度已拥有4种类型的国产运载火箭：“卫星运载火箭3（SLV－3）”、“加大推力运载火箭（ASLV）”、“极地卫星运载火箭（PSLV）”和“地球同步卫星运载火箭（GSLV）”。 印度在大力发展火箭和卫星技术的同时，还谋求有更大的作为。例如，2007年，印度将首个返回式太空舱和3颗卫星用一枚极地卫星运载火箭送入太空，当地时间4月28日9时20分（北京时间11时50分），一枚印度PSLV－C9火箭搭载10颗卫星升空。继美国、俄罗斯、欧洲航天局和中国之后第五个掌握了“一箭多星”的发射技并【一箭十星】成为第一。为该国未来实施载人航天计划等获取了重要数据。此外，印度还在紧锣密鼓地实施自己的探月计划，印度空间研究组织在2008年用一枚极地卫星运载火箭将印度首个月球探测器“月船1号”发射升空。

除上述国家外加拿大、意大利、澳大利亚、德国、荷兰、西班牙和印度尼西亚等也在准备自行发射或已经委托别国发射了人造卫星。

中国卫星首颗卫星诞生

40多年过去了，今天，中国有几十颗卫星在太空中遨游，神舟号试验飞船返回大地，中国已开始向载人航天迈步。回顾中国的航天史，不能不提到它的开端“东方红一号”这一高精度技术在基础差且动荡的时期一举成功。但“东方红一号”卫星诞生的始末，长期是个谜。 1970年4月24日，中国成功的发射了自己的第一颗人造卫星，卫星轨道的近地点高度是436KM，远地点高度为2384km，轨道平面与地球赤道的平面夹角为68.5°，绕地球一圈需要114min。卫星质量为173kg，用20.009MHz的频率播放“东方红”乐曲。6

原本对前苏联很崇敬的科学家们深有感慨。当年积极提倡搞人造卫星的地球物理所所长赵九章先生说，“靠天，靠地，靠不住！发展宇航科学主要靠我们自己的力量。”

在前苏联虽然没有达到考察卫星研制工作的目的，但苏联先进的工业和科技还是使中国的科学家们开了眼界。他们对比苏联和中国情况，意识到发射人造卫星是一项技术复杂、综合性很强的大工程，需要有较高的科学技术水平和强大的工业基础作后盾。代表团在总结中写到，发射人造地球卫星中国尚未具备条件，应根据实际情况，先从火箭探空搞起。同时，应立足国内，走自力更生的道路。

1959年1月21日，主持领导卫星研制工作的张劲夫向科学院传达了邓小平的指示，“卫星明后年不放，与国力不相称”。“卫星还是要搞，但是要推后一点”。根据中央的方针，张劲夫提出“就汤下面”，因国家经济困难，暂停卫星研制工作，集中力量先搞探空火箭。7

“651”任务由于缩短了战线，中国很快在探空火箭研制方面有了突破性进展。1960年2月，中国试验型液体探空火箭首次发射成功。此后，各种不同用途的探空火箭相继上天，有气象火箭、生物火箭等。1964年6月，中国自行设计的第一枚中近程火箭发射成功；10月，爆炸成功了中国第一颗原子弹。此时，中国在卫星能源、卫星温度控制、卫星结构、卫星测试设备等方面都取得了单项预研成果。此时中国的科学家们觉得发卫星可以提上日程了。

1964年12月全国三届人大会议期间，当年积极倡导中国要搞人造卫星的赵九章，提笔上书周恩来总理，建议开展人造卫星的研制工作。与此同时，知名科学家钱学森也上书中央，建议加速发展人造卫星。

1965年5月，周恩来总理指示科学院拿出第一颗人造卫星具体方案。负责卫星总体组的钱骥，带领年轻的科技工作者很快便拿出了初步方案，归纳为三张图一张表：用红蓝铅笔画成的卫星外形图、结构布局图、卫星运行星下点轨迹图和主要技术参数及分系统组成表。

该方案先后拿到文津街3号科学院院部和国防科委大楼，分别向张劲夫等科学院领导和罗舜初等国防科委领导作了详细汇报，并由钱骥等直接向周恩来总理作了汇报。当周总理知道钱骥姓钱时风趣地说：我们的卫星总设计师也是姓钱啊，我们搞尖端的，原子、导弹和卫星，都离不开“钱”啊！

1965年8月，周总理主持中央专委会议，原则批准了中国科学院《关于发展中国人造卫星工作规划方案建议》确定将人造卫星研制列为国家尖端技术发展的一项重大任务。并确定整个卫星工程由国防科委负责组织协调，卫星本体和地面检测系统由中国科学院负责，运载火箭由七机部、卫星发射场由国防科委试验基地负责建设。因是一月份正式提出建议，国家将人造地球卫星工程的代号定名为“651”任务。全国的人、财、物遇到“651”均开绿灯，这样中国卫星就从全面规划阶段，进入工程研制阶段。

1970年4月24日，“长征”一号运载火箭成功的将中国第一颗人造卫星“东方红”一号送入太空，值得一提的是，“东方红”一号在重量上要超过苏美。

1965年10月20日至11月30日，科学院受国防科委委托，在北京召开了中国第一颗人造卫星总体方案论证会，历时42天。会上，钱骥报告了中国第一颗人造卫星总体方案。与会的军、民包括海、陆、空方面的120多位专家，对发射人造卫星的目的、任务进行了反复论证。

这个代号为“651”的会议上确定：中国第一颗人造卫星为科学探测性质的试验卫星，其任务是为发展中国的对地观测、通信广播、气象等各种应用卫星取得基本经验和设计数据；发射时间定在1970年；成功的标志是“上得去、抓得注听得见、看得见。”

会上较为保密论证的一个议题，便是中国第一颗卫星重量如何确定。这一问题涉及到导弹武器的水平。因为早期发射卫星的运载工具，都是在导弹的基础上发展起来的，放卫星实质上是展现一个国家的军事实力。虽然中国卫星工程起步较晚，但专家们都认为中国的起点要高，第一颗卫星在重量、技术上要做到比美、苏第一颗卫星先进。苏联第一个卫星重量83．6公斤，美国的第一颗卫星只有8．2公斤。会议最后确定中国第一颗卫星为100公斤左右（实际上，最后上天时是173公斤）。

“东方红”30年前上街游行的人们可能已忘记了当时的庆祝场面，但卫星从太空中发出的“东方红”悠扬乐音却长久地留在了人们的记忆中。提起“东方红一号”的命名、乐音的诞生，不能不谈到中国航天事业中一位默默无闻的铺路人－－何正华。

苏联第一颗人造卫星的呼叫信号是嘀嘀哒哒的电报码，遥测信号是间断的。中国的卫星信号应该是什么样的？卫星总体组的组长何正华认为，中国应该超过苏联，发射一个连续的信号，且这个信号要有中国特色，全球公认。当时中央人民广播电台对外呼号是“东方红”乐曲，某种意义上“东方红”也成了“红色中国”的象征。出于对毛泽东的崇敬，何正华亦提出了卫星命名为“东方红一号”的建议。这些提议在“651”会议上得到了专家的赞同。1966年5月，经国防科工委、中国科学院、七机部负责人罗舜初、张劲夫、裴丽生、钱学森等共同商定，将中国第一颗人造卫星取名为“东方红一号”。1967年初正式确定中国第一颗人造卫星要播送《东方红》音乐，让全球人民都能听到中国卫星的声音。

由于当时正处于“文化大革命”的动乱中，播送“东方红”乐音不仅是科研任务，也成了责任重大的政治任务。如果卫星上天后，变调或不响，按“上纲上线”的说法，无疑是重大的政治问题，研制者就有可能被打入十八层地狱。在沉重的思想负担和精神压力下，何正华和乐音装置的主要设计者刘承熙冒着政治风险，开始了他们技术上的探索，解决了乐音错乱和乐音变调等一系列问题。“东方红”乐音最后采用电子音乐，用线路模拟铝板琴声奏出。乐音装置的第一批正样产品，是1968年上半年在重庆一家工厂生产的，由于当时生产秩序极不正常，产品中许多元件出现虚焊现象。最后上天的产品是由上海科学仪器厂重新生产的。

“红色风暴”中国第一颗人造卫星工程的整个研制工作，大部分都是在“文化大革命”最动乱的年月里进行的。那时席卷全国的“红色风暴”冲击到承担卫星工程任务的每一个单位。1967年初，中国科学院和七机部及下属单位均被“群众组织”夺权，卫星设计院的原来的领导都“靠边站”了，很多的科学家当时被定为“反动学术权威”、“特务”、“牛鬼蛇神”遭到批斗。即使普通的科技人员，也有不少亲属和社会关系在运动中受到冲击和株连。卫星的研制工作与“革命”发生了冲突。

当时的“革命”要求大家手捧“宝书”，口念语录，心地虔诚地表忠献忠。卫星研制只能等参加完“革命”才能去做，否则就会被扣上“不突出政治”的帽子。科学家被批判时，科技业务骨干还要参与陪“斗”。武斗不断，交通受阻，器材供应不上，卫星研制事业已面临夭折的危险。

在这种情况下，1967年初，周恩来总理与聂荣臻副总理采取了一系列措施，宣布：组建中国空间技术研究院，钱学森任院长，编入军队序列，不开展“文化大革命”的“四大”（即大鸣、大放、大字报、大辩论）。空间技术研究院从许多单位抽调出精兵良将，把分散在各部门的研究力量集中起来，实行统一领导，使科研生产照常进行，保证了中国第一颗卫星的如期发射。

在空间技术研究院建院之初，研制卫星所需的物质条件十分缺乏，如测试设备少，试验设备不齐，加工设备不足等等。卫星制造厂是由科学仪器厂转产的，在人员、技术、设备和管理方面都面临很多困难。铆接，是卫星制造中必不可少的一道工序。可当时卫星厂未干过，在卫星的初样和试验阶断，没有铆枪，更没有固定工件的桁架，工人们就靠一把小锤，用自己的身体当桁架，将铆钉一个个敲上去。就是在这样的条件下，卫星厂解决了铆接、阳极化电抛光、光亮铝件大面积镀金、铝件热处理等多项工艺问题。

为了检验设计的正确性与合理性，“东方红一号”卫星从元件、材料，到单机分系统以至整星都要在地面进行多种环境模拟试验。发射场预定发射卫星的时间气候寒冷，而卫星厂又没有符合要求的试验场地，“热控试样星”的试验是1968年的夏季于海军后勤部的一个冷库中进行的。很多的困难都是靠科技人员因陋就简、土法上马、群策群力解决的。卫星上天后，许多国际友人来空间技术研究院参观卫星，当时的环境条件让参观者大为感叹：“东方红一号”能诞生，是个奇迹！

难忘4·241970年4月1日，装载着两颗“东方红一号”卫星、一枚“长征一号”运载火箭的专门列车到达中国西北酒泉卫星发射中心。

4月份的西北戈壁滩上，白天也要穿棉衣，到夜间，裹着皮大衣也感到寒冷。在离地面30多米高的龙门塔工作平台上，科技人员不分白天黑夜，排除一切故障，一次次地测试。

1970年4月24日3点50分，周恩来总理电话告知国防科委副主任罗舜初：毛泽东主席已经批准这次发射，希望大家鼓足干劲，过细地做工作，要一次成功，为祖国争光。

21时35分，卫星发射时刻终于到来了。“东方红一号”随“长征一号”运载火箭在发动机的轰鸣中离开了发射台。21时48分，星箭分离，卫星入轨。21时50分，国家广播事业局报告，收到中国第一颗卫星播送的“东方红”乐音，声音清晰宏亮。

1970年4月25日18点，新华社授权向全世界宣布：1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星运行轨道的近地点高度439公里，远地点高度2384公里，轨道平面与地球赤道平面夹角68．5度，绕地球一圈114分钟。卫星重173公斤，用20．009兆周的频律播送“东方红”乐曲。

然而，为中国的第一颗人造卫星倾注了全部心血的赵九章先生却未能等到这一刻。无端受诬陷迫害的他，早在一年半以前已经含冤去世。不少的科学家是在“牛棚”中听到“东方红”乐音的。

“东方红一号”卫星升空后，星上各种仪器实际工作的时间远远超过了设计要求，“东方红”乐音装置和短波发射机连续工作了28天，取得了大量工程遥测参数，为后来卫星设计和研制工作提供了宝贵的依据和经验。

“东方红一号”的发射成功，为中国航天技术的发展打下了极为坚实的根基，带动了中国航天工业的兴起，使中国的航天技术与世界航天技术前沿保持同步，标志着中国进入了航天时代。

部分人造卫星到目前为止，中国共发射了三代通信卫星。第一代通信卫星是1984年发射的2颗通信卫星和1986年2月1日发射的东方红二号实用型通信广播卫星。第二代通信卫星是1988年3月7日、1988年12月22日、1990年2月4日和1991年11月28日发射的载有4台C波段转发器的东方红二号甲通信卫星。第三代通信卫星是1997年5月12日发射的东方红三号地球静止轨道通信卫星。

从1970年4月24日中国成功发射第一颗卫星到2005年10月，中国已成功发射了近百颗国产卫星、6艘飞船、27颗国外卫星。

中国第一颗通信卫星是1984年1月29日发射的，它取得了部分成功。这是一颗试验通信卫星。

1984年4月8日成功发射的第一颗静止轨道试验通信卫星 东方红二号，使中国成为世界上第五个自行发射地球静止轨道通信卫星的国家。

实用广播通信卫星东方红二号甲于1988年3月7日成功发射。该卫星大大改善了中国的通信和广播电视传输条件。

中容量广播通信卫星东方红三号于1997年5月12日成功发射。该卫星改善了中国的国际通信以及西部边远山区的通信状况。

风云气象卫星系列包括风云一号太阳同步轨道气象卫星和风云二号地球静止轨道气象卫星两大类。风云一号和风云二号分别进行过4次和3次发射，在中国天气预报和气象研究方面发挥了重要作用。

1988年9月7日，中国第一颗气象卫星风云一号由长征四号火箭发射升空。

中国在1997年6月10日发射第一颗地球静止轨道气象卫星风云二号甲，并于1997年12月1日正式交付用户使用。2000年6月25日又发射了风云二号乙。2004年10月19日又发射了一颗风云二号气象卫星。

到目前为止，中国已经发射的空间物理探测卫星，主要是“实践” 卫星系列。1971年3月3日成功发射了实践一号卫星。1981年9月20日一箭三星成功发射了实践二号、实践二号A和实践二号B。1994年2月8日成功发射了实践四号卫星。

共发射了八颗卫星，分别是：1971年3月发射的实践一号；1981年9月20日用一箭三星发射的实践二号、实践二号甲、实践二号乙；1994年2月8日发射的实践四号；1999年5月10日发射的实践五号。2004年9月9日发射的实践六号A星和B星。

实践一号卫星是在东方红一号卫星的基础上增加了太阳能供电系统等8个空间技术试验及探测项目。1971年3月3日，实践一号卫星由长征一号火箭成功发射。卫星在轨道上运行了8年多，向地面发回了大量科学探测和试验数据。

实践二号卫星是专门用于空间物理探测的科学实验卫星。卫星重250公斤，卫星主体为一个外接圆直径1.23米、高1.1米的八面棱柱体。1981年9月20日，中国发射一箭三星，实践二号是其中之一。

1970年4月24日，中国成功发射了自己研制的第一颗卫星东方红一号。该卫星重173千克，星上装有一台“东方红”电子音乐发生器及科学探测仪器设备。其任务是探测空间电离层和地球大气密度，并将有关数据传回地面。因此，东方红一号是一颗具有空间探测性质的技术试验卫星。

从1999年10月到2003年10月，中国共发射了3颗地球资源卫星。

1999年10月14日，中国与巴西合作研制的地球资源卫星——资源一号卫星在中国太原卫星发射中心成功发射。

从2000年10月到2003年5月，中国共发射了3颗北斗导航定位卫星。

从1970年4月24日到2000年10月31日，中国发射了74个航天器，它们覆盖了地球所拥有的4种轨道。其中有国产的实验飞船1艘，国产的人造卫星47颗，外国制造的卫星26颗。现以47颗国产卫星为主，

运行轨道顺行轨道顺行轨道的特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度。在这种轨道上运行的卫星，绝大多数离地面较近，高度仅为数百公里，故又将其称为近地轨道。中国地处北半球，要把卫星送入这种轨道，运载火箭要朝东南方向发射，这样能够利用地球自西向东自转的部分速度，从而可以节约火箭的能量。地球自转速度可以通过赤道自转速度、发射方位角和发射点地理纬度计算出来。不难想象，在赤道上朝着正东方向发射卫星，可利用的速度最大，纬度越高能用的速度越小。

中国用长征一号、风暴一号两种运载火箭发射的8颗科学技术试验卫星，用长征二号、二号丙、二号丁3种运载火箭发射的17颗返回式遥感卫星以及用长征二号F运载火箭发射的神舟号试验飞船，都是用顺行轨道。它们都是从酒泉发射中心起飞被送入近地轨道运行的。通过长征三号甲运载火箭发射的1颗北斗导航试验卫星也是采用顺行轨道。

逆行轨道逆行轨道的特征是轨道倾角大于90度。欲把卫星送入这种轨道运行，运载火箭需要朝西南方向发射。不仅无法利用地球自转的部分速度，而且还要付出额外能量克服地球自转。因此，除了太阳同步轨道外，一般都不利用这类轨道。

由于地球表面不是理想的球形，其重力分布也不均匀，使卫星轨道平面在惯性空间中不断变动。具体地说，地球赤道部分有些鼓涨，对卫星产生了额外的吸引力，给轨道平面附加了1个力矩，使轨道平面慢慢进动，进动方向与轨道倾角有关。当轨道倾角大于90度时，力矩是逆时针方向，轨道平面由西向东进动。适当调整卫星的轨道高度、倾角和形状，可使卫星轨道平面的进动角速度每天东进0.9856度，恰好等于地球绕太阳公转的日平均角速度，这就是应用价值极大的圆形太阳同步轨道。

在太阳同步轨道上运行的卫星，可在相同的时间和光照条件下观察卫星云层和地面目标。气象、资源、侦察等应用卫星大多采用这类轨道。中国用长征四号火箭发射的2颗风云一号气象卫星和2颗测量大气密度的地球卫星，用长征四号2火箭发射的1颗风云一号气象卫星、1颗中国和巴西合制的资源一号卫星、1颗中国资源二号卫星、1颗实践五号科学试验卫星，都采用这种轨道。它们都是从太原发射中心升空的。长四乙火箭在发射资源一号卫星时，还用1箭双星的方式把1颗巴西小型科学应用卫星送入太阳同步轨道。

赤道轨道赤道轨道的特点是轨道倾角为0度，卫星在赤道上空运行。这种轨道有无数条，但其中的一条地球静止轨道具有特殊的重要地位。由于卫星飞行速度随距地面的高度而变化，轨道越高，速度越小，环绕周期越长，故由计算可知，当其在赤道上空35786公里高的圆形轨道上由西向东运行1周的时间，恰好是23小时56分4秒，正与地球自转一周的时间相同，这条轨道就被称为地球静止轨道。因为卫星环绕周期等于地球自转周期，两者方向又一致，故相互之间保持相对静止。从地面上看，卫星犹如固定在赤道上空某一点。在静止轨道上均匀分布3颗通信卫星即可进行全球通信的科学设想早已变为现实。世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上。有的气象卫星、预警卫星也被送入静止轨道。中国用长征三号火箭先后发射了1颗试验卫星、5颗东方红二号系列通信卫星、2颗风云二号气象卫星、用长征三号甲火箭发射了1颗实践四号探测卫星、2两颗东方红三号通信卫星、1颗中星22号通信卫星，这些卫星中有10颗进入静止轨道预定位置。发射这类卫星，星上要携带远地点发动机，运载火箭把卫星送入大椭圆同步转移轨道后，地面再发出指令，让星上远地点发动机点火，将卫星移入静止轨道。

极地轨道就卫星轨道类型来说，还有一种轨道倾角为90度的极地轨道。它是因轨道平面通过地球南北两极而得名。在这种轨道上运行的卫星可以飞经地球上任何地区上空。中国虽未研制运行于此类轨道的卫星，但发射过此类轨道的卫星。长征二号丙改进型火箭以1箭双星的方式6次从太原起飞，把12颗美国铱星送入太空，就属于这种发射方式。

1981年9月20日，中国用风暴一号运载火箭成功发射了3颗卫星（实践二号、实践二号甲、实践二号乙），这是中国在空间探测和新技术试验方面取得的重要成果，使中国成为世界上第三个掌握一箭多星发射技术的国家。

卫星相机二十世纪五十年代由贝克和努恩设计的大型高精度人造卫星跟踪照相机﹐首批12台设置在环绕地球的±35°纬度带内。这种照相机采用焦距50厘米﹑口径也是50厘米的特殊设计的施密特光学系统（见施密特望远镜）﹐改正镜由三片透镜组成﹐视场5°×30°。焦面是半径50厘米的近似球面。采用宽约56毫米的长感光胶卷﹐藉6～7公斤拉力变形后伏贴在胶片支承板上。机架为三轴式装置﹐以大圆弧逼近卫星视轨迹最高点近傍±30°弧段﹐进行跟踪﹐角速度可在每秒0～7﹐000之间连续调节。对于角速度为每秒1°的卫星﹐当跟踪误差为±1%时﹐可拍摄到星等为11等的暗卫星。照相机以固定方式工作时﹐可拍摄到6等的卫星。它有一扇圆筒状断口快门﹐围绕着焦面高精度地旋转﹐在恒星或卫星的星像拖痕上截出用作测量标志的断口﹐每转一周截出两个断口﹐另一扇“蛤壳”状总快门同心地紧围在断口快门之外。蛤壳每启闭一次﹐完成一次曝光﹐在此期间﹐星像拖痕被断口快门截出5个断口。曝光时间有0.2﹑0.4﹑0.8﹑1.6﹑3.2秒五种。在形成第三个断口的中央时刻﹐子钟度盘（分﹑秒﹑0.01秒盘）和100周圆扫描阴极射线管的记时亮点被投射到底片端部。记时精度达1毫秒﹐位置精度达2。当照相机以固定式拍摄低速卫星时﹐由于曝光时间较长﹐恒星像明显地拖长﹐降低了测量精度。贝克-努恩照相机改进型的设计﹐是将原来的垂直轴斜置成极轴﹐照相机绕极轴恒速运转﹐使恒星成为点像。

宇宙速度

第一宇宙速度又叫环绕速度：v1=7.9Km/s它是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，也是在地球表面上发射卫星的最小发射速度。

第二宇宙速度又叫脱离速度：V2=11.2km/s，它是卫星脱离地球引力束缚而不再绕地球运动的最小发射速度。

第三宇宙速度又叫逃逸速度：v3=16.7Km/S，它是指卫星能脱离太阳束缚，飞到太阳系以外空间的最小发射速度

水星双成像系统2015年4月，美国宇航局发布了由信使号飞船搭载的“可见光与红外光谱仪”（VIRS）拍摄的图像，显示水星地表上一些可能是火山管道或是新鲜撞击坑的景物。为了凸显地质特征，这些图像与来自信使号探测器上的“水星双成像系统”（MDIS）拍摄的黑白图像进行了叠加。

美国宇航局的“信使号”（Messenger）水星探测器主动坠落水星表面。撞击具体发生的时间将是在2015年5月1日凌晨3:30。然而，当撞击发生时，信使号飞船将位于水星背面，因此无法从地球进行观测。信使号飞船传回的图像中可以看到有高度达到2公里的悬崖，其切穿了一个名为“Duccio”的陨石坑。这是在水星早期冷却收缩过程中形成的挤压性断层，是其内部强烈应力作用在地表的体现。